⑴ 石油钻井里钻杆的接箍和接头是一个概念吗
理解为“一端是接头,另一端是接箍”好像有点儿不太规范。
公扣(外螺纹)那端和“接头”还不是一回事儿。
接箍和接头不是一个范畴的概念。
“接箍”指管具母扣(内螺纹)那端的外径比管体大一些的部分。(多数可以从管具本体上拧下来)
接头:通过接合,将两个独立的传输媒介连接起来的装置。
比如两条液压管线要对接,应当每条管线的一段都有一个接头。
⑵ 石油录井中钻具的作用谢谢了!急求
录井现场井口地质负责人应把钻具管理列为全井重点工作之一来抓,保证钻具丈量、计算和井深准确无差错。
1、钻具管理责任:钻具管理以钻井技术人员为中心,以工程数据为准。建立 钻井同录井两对口钻具原始记录及钻具卡片。地质录井钻具记录要注意同工程对口一致。
2、钻具丈量
A 凡待入井钻具由钻井和录井人员一起在现场用符合标准计量法的有足够长度的钢卷尺一次丈量,并要求执尺人互换尺头复量无误。以“m”为单位,精确到小数点后两位。
B 丈量准确无误后,立即用醒目油漆将其“长度”工整地写在钻杆或钻挺本体上。 C 钻井、录井双方由专人将其“长度”及“用号”填写人各自的钻具原始记录,并与实物查校无误,双方对口。
D 由钻井技术人员配好立柱,编排入井序号。用油漆将其序号写在钻杆或钻铤本体“长度”漆号之前,组织力量,依次排放整齐。
E 钻井和录井双方一同将配好的下井钻具按立柱号及入井顺序填写两对口钻具卡片,并与原始记录核对无误。包括钻具型号规格、扣型壁厚、钢号长度等项目。
3、地质录井人员在钻具管理中的日常工作:日常钻具管理是钻探地质工作中的重要内容,必须进行大量的、细致的、准确的、及时的工作才能保证不出差错。
A 钻具管理。地质录井人员必须掌握全井钻具使用变化情况。因为深井及事故井钻具结构复杂,变化频繁,还有各种事故处理器具等。若无专人管理,很容易发生错误。 B 除有钻具丈量原始记录及钻具卡片外,还必须建立井下钻具计算记录和钻具变化记录。录井同钻井一定要时时对口
C 下钻方入计算要准,实际划在方钻杆上的方入记号要准。起钻方入在方钻杆上实际丈量要准。
D 起钻时应编写立柱序号,并依次排列在钻杆盒子上。下钻时要按所编序号依次下入,不得混乱。
E 倒换钻具时,换下来的钻具要全部丈量长度、查对钢号。替换钻具若是临时准备的,也应查清钢号、准确丈量。倒换钻具的长度、钢号、倒换位置和计算结果等均应详细记入专用钻具变化记录中备查。
F 地质录井人员应详细填写钻具交接班记录。交班人应向接班人交待正打单根编号、小鼠洞中单根编号、大门坡道处单根编号。
G 特殊作业钻具,应提前检查、丈量,早作准备。凡经历严重顿钻或强行上提解卡的钻具均应重新丈量计算以保证井深准确无误。
H 每次中途电测后,应选择明显标志层核对井深,读出分段岩电差。若岩电差超标准时,应立即查明原因方可继续钻进
⑶ 石油钻井常识
钻头主要分为:刮刀钻头;牙轮钻头;金刚石钻头;硬质合金钻头;特种钻头等。衡量钻头的主要指标是:钻头进尺和机械钻速。钻机八大件钻机八大件是指:井架、天车、游动滑车、大钩、水龙头、绞车、转盘、泥浆泵。钻柱组成及其作用 钻柱通常的组成部分有:钻头、钻铤、钻杆、稳定器、专用接头及方钻杆。钻柱的基本作用是:(1)起下钻头;(2)施加钻压;(3)传递动力;(4)输送钻井液;(5)进行特殊作业:挤水泥、处理井下事故等。钻井液的性能及作用 钻井液的性能主要有:(1)密度;(2)粘度;(3)屈服值;(4)静切力;(5)失水量;(6)泥饼厚度;(7)含砂量;(8)酸碱度;(9)固相、油水含量。钻井液是钻井的血液,其主作用是:1)携带、悬浮岩屑;2)冷却、润滑钻头和钻具;3)清洗、冲刷井底,利于钻井;4)利用钻井液液柱压力,防止井喷;5)保护井壁,防止井壁垮塌;6)为井下动力钻具传递动力。常用的钻井液净化设备 常用的钻井液净化设备:(1)振动筛,作用是清除大于筛孔尺寸的砂粒;(2)旋流分离器,作用是清除小于振动筛筛孔尺寸的颗粒;(3)螺杆式离心分离机,作用是回收重晶石,分离粘土颗粒;(4)筛筒式离心分离机,作用是回收重晶石。钻井中钻井液的循环程序 钻井 液罐 经泵→地面 管汇→立管→水龙带、水龙头→钻柱内→钻头→钻柱外环形空间→井口、泥浆(钻井液)槽→钻井液净化设备→钻井液罐。钻开油气层过程中,钻井液对油气层的损害 主要有以下几种损害:(1)固相颗粒及泥饼堵塞油气通道;(2)滤失液使地层中粘土膨胀而堵塞地层孔隙;(3)钻井液滤液中离子与地层离子作用产生沉淀堵塞通道;(4)产生水锁效应,增加油气流动阻力。预测和监测地层压力的方法 (1)钻井前,采用地震法;(2)钻井中,采用机械钻速法,d、dc指数法,页岩密度法;(3)完井后,采用密度测井,声波时差测井,试油测试等方法。钻井液静液压力和钻井中变化 静液压力,是由钻井液本身重量引起的压力。钻井中变化,岩屑的进入会增加液柱压力,油、气水侵会降低静液压力,井内钻井液液面下降会降低静液压力。防止钻井液静液压力变化的方法有:有效地净化钻井液;起钻及时灌满钻井液。喷射钻井 喷射钻井是利用钻井液通过喷射式钻头喷嘴时,所产生的高速射流的水力作用,提高机械钻速的一种钻井方法。影响机械钻速的因素 (1)钻压、转速和钻井液排量;(2)钻井液性质;(3)钻头水力功率的大小;(4)岩石可钻性与钻头类型。钻井取心工具组成 (1)取心钻头:用于钻取岩心;(2)外岩心筒:承受钻压、传递扭矩;(3)内岩心筒:储存、保护岩心;(4)岩心爪:割断、承托、取出岩心;(5)还有悬挂轴承、分水流头、回压凡尔、扶正器等。取岩心 取岩心是在钻井过程中使用特殊的取心工具把地下岩石成块地取到地面上来,这种成块的岩石叫做岩心,通过它可以测定岩石的各种性质,直观地研究地下构造和岩石沉积环境,了解其中的流体性质等。平衡压力钻井 在钻井过程中,始终保护井眼压力等于地层压力的一种钻井方法叫平衡压力钻井。井喷 是地层中流体喷出地面或流入井内其他地层的现象。引起井喷的原因有:(1)地层压力掌握不准;(2)泥浆密度偏低;(3)井内泥浆液柱高度降低;(4)起钻抽吸;(5)其他措施不当等。软关井 就是在发现溢流关井时,先打开节流阀,后关防喷器,再试关紧节流阀的一种关井方法。因为这样可以保证关井井口套压值不超过允许的井口套压值,保证井控安全,一旦井内压力过大,可节流放喷。钻井过程中溢流显示 (1)钻井液储存罐液面升高;(2)钻井液出口流速加快;(3)钻速加快或放空;(4)钻井液循环压力下降;(5)井下油、气、水显示;(6)钻井液在出口性能发生变化。溢流关井程序(1)停泵;(2)上提方钻杆;(3)适当打开节流阀;(4)关防喷器;(5)试关紧节流阀;(6)发出信号,迅速报告队长、技术员;(7)准确记录立柱和套管压力及泥浆增量。钻井中井下复杂情况钻进中由钻井液的类型与性能选择不当、井身质量较差等原因,造成井下遇阻、遇卡、以及钻进时严重蹩跳、井漏、井喷等,不能维持正常钻井和其他作业的正常进行的现象。钻井事故是指由于检查不周、违章操作、处理井下复杂情况的措施不当或疏忽大意,而造成的钻具折断、顿钻、卡钻及井喷失火等恶果。井漏井漏主要由下列现象发现,(1)泵入井内钻井液量>返出量,严重时有进无出;(2)钻井液罐液面下降,钻井液量减少;(3)泵压明显下降。漏失越严重,泵压下降越明显。卡钻及造成原因卡钻就是在钻井过程中因地质因素、钻井液性能不好、技术措施不当等原因,使钻具在井内长时间不能自由活动,这种现象叫卡钻。主要有黏附卡钻、沉砂卡钻、砂桥卡钻、井塌卡钻、缩径卡钻、泥包卡钻、落物卡钻及钻具脱落下顿卡钻等。处理卡钻事故的方法(1)泡油解卡;(2)使用震击器震击解卡;(3)倒扣套铣;(4)爆炸松扣;(5)爆炸钻具侧钻新眼等。固井固井就是向井内下入一定尺寸的套管串,并在其周围注入水泥浆,把套管固定的井壁上,避免井壁坍塌。其目的是:封隔疏松、易塌、易漏等复杂地层;封隔油、气、水层,防止互相窜漏;安装井口,控制油气流,以利钻进或生产油气。井身结构包括:(1)一口井的套管层次;(2)各层套管的直径和下入深度;(3)各层套管相应的钻头直径和钻进深度;(4)各层套管外的水泥上返高度等等。套管柱下部结构(1)引鞋:引导套管入井,避免套管插入或刮挤井壁;(2)套管鞋:引导在其内部起钻的钻具进入套管;(3)旋流短节:使水泥浆旋流上返,利于替泥浆,提高注水泥质量;(4)套管回压凡尔:防止水泥浆回流,下套管时间阻止泥浆进入套管;(5)承托环:承托胶塞、控制水泥塞高度;(6)套管扶正器:使套管在钻井中居中,提高固井质量。注水泥施工工序下套管至预定深度→装水泥头、循环泥浆、接地面管线→打隔离液→注水泥→顶胶塞→替泥浆→碰压→注水泥结束、候凝。完井井口装置(1)套管头--密封两层套管环空,悬挂第二部分套管柱和承受一部分重量;(2)油管头--承座锥管挂,连接油层套管和采油树、放喷闸门、管线;(3)采油树--控制油气流动,安全而有计划地进行生产,进行完井测试、注液、压井、油井清蜡等作业。尾管固井法尾管固井是在上部已下有套管的井内,只对下部新钻出的裸眼井段下套管注水泥进行封固的固井方法。尾管有三种固定方法:尾管座于井底法;水泥环悬挂法;尾管悬挂器悬挂法。试油在钻井发现油、气层后,还需要使油、气层中的油、气流从井底流到地面,并经过测试而取得油、气层产量、压力等动态资料,以及油、气、水性质等工作,称做试油(气)。射孔钻井完成时,需下套管注水泥将井壁固定住,然后下入射孔器,将套管、水泥环直至油(气)层射开,为油、气流入井筒内打开通道,称做射孔。目前国内外广泛使用的射孔器有枪弹式射孔器和聚能喷流式射孔器两大类。井底污染井底污染又称井底损害,是指油井在钻井或修井过程中,由于钻井液漏失或水基钻井液的滤液漏入地层中,使井筒附近地层渗透率降低的现象。诱喷射孔之前,为了防止井喷事故,油、气井内一般灌满压井液。射孔后,为了将地层中液体导出地面,就必需降低压井液的液柱,减少对地层中流体的压力。这一过程是试油工作中的一道工序,称为诱喷。诱喷方法有替喷法、抽吸法、提捞法、气举法等。钻杆地层测试钻杆地层测试是使用钻杆或油管把带封隔器的地层测试器下入井中进行试油的一种先进技术。它既可以在已下入套管的井中进行测试,也可在未下入套管的裸眼井中进行测试;既可在钻井完成后进行测试,又可在钻井中途进行测试。电缆地层测试在钻井过程中发现油气显示后,用电缆下入地层测试器可以取得地层中流体的样品和测量地层压力,称做电缆地层测试。这种测试方法比较简单,可以多次地、重复地进行。油管传输射孔油管传输射孔是由油管将射孔器带入井下,射孔后可以直接使地层的流体经油管导致地面,不必在射孔时向井内灌入大量压井液,避免井底污染的一种先进技术。岩石孔隙度岩石的孔隙度是指岩石中未被固体物质充填的空间体积Vp与岩石总体积Vb的比值。用希腊字母Φ表示,其表达式为:Φ=V孔隙 / V岩石×100%=Vp / Vb×100%。地层原油体积系数地层原油体积系数βo,又称原油地下体积系数,或简称原油体积系数。它是原油在地下的体积(即地层油体积)与其在地面脱气后的体积之比。原油的地下体积系数βo总是大于1。流体饱和度某种流体的饱和度是指:储层岩石孔隙中某种流体所占的体积百分数。它表示了孔隙空间为某种流体所占据的程度。岩石中由几相流体充满其孔隙,则这几相流体饱和度之和就为1(100%)。
⑷ 墨西哥EPC区块优快钻井技术
一、内容概述
墨西哥EPC项目地处墨西哥东部的EPC(Ebano-Panuco-Cacalilao)区块,主要开发层位为白垩系Kan层,主要岩性为灰岩。由于该区块已开发一个多世纪,高含水及低压、低渗、低产是该地区面临的主要问题。目前,该区块所钻井均设计为小井眼ϕ152.4mm中短半径水平井,造斜率(40°~60°)/100 m,垂深400~700m,水平段长约400m,目的层钻进采用充氮气欠平衡钻进方式。
施工初期,所用动力钻具在高造斜率情况下无法进行复合钻进,造成起下钻频繁,钻井周期延长。该区块采用欠平衡钻井技术钻进目的层,对无线随钻测量仪器和钻井液性能的要求较高。为提高钻井速度,缩短钻井周期,降低钻井成本,研制了可复合钻进的新型大角度动力钻具,选择了合适的随钻测量仪器,优选了钻进参数并优化了钻井液性能,形成了一套适用于墨西哥 EPC 区块的优快钻井配套技术。EPC区块钻遇的地层为KM、KSF和Kan层,地质构造复杂,有断层、裂缝,易发生井漏、井涌等井下故障,个别地层含硫化氢,在KM层底部存在较高压力的气层,需要下入技术套管进行封隔。
在钻井过程中,除了存在普通小井眼钻井的技术难点以外,还面临以下技术难点:①早期,国内没有适用于浅层小尺寸中短半径水平井复合钻进的大角度动力钻具。施工中,多次起钻换动力钻具,大大延长了定向施工周期。②个别层位压力较高,钻进过程中会发生边钻进边点火放喷的现象,更换合适的动力钻具和倒装钻具比较困难。③目的层钻进时,采用充氮气欠平衡方式钻进,无法使用依靠钻井液传递脉冲信号的常规测量仪器。④造斜点浅,钻压传递困难,易出现托压现象,尤其在水平段钻进过程中更加明显,更易导致井下其他故障的发生。⑤使用普通PDC钻头钻进时,工具面对钻压较为敏感。钻压太小,机械钻速较低;钻压稍大就会出现工具面“乱窜”的现象。
1.钻具组合优选
设计造斜点浅,其垂深多在260~400 m,而水平段长约400 m,如何保证钻进过程中钻压的传递是关键。考虑到钻铤刚性较大,进入斜井段后易发生卡钻等井下故障,因而在优选钻具组合时,用加重钻杆代替钻铤;考虑到水平段钻进时的加压问题,适当倒装钻具,解决了钻进过程中钻压传递困难的问题。
现场施工时,钻具组合需满足以下2个条件:一是保证完钻时所有加重钻杆位于井斜角小于50 °的井段;二是保证震击器位于井斜角30 °~60 °的井段。
2.钻头优选
滑动定向钻进时,为保持工具面的稳定,选择了贝克休斯公司的HC405 Z型六刀翼PDC钻头。该钻头是一种定向钻头,除了在切削齿大小、数量和角度等方面进行了有利于定向钻进的设计外,在切削齿的根部有“磨损带”,像钻头的“天花板”,可以控制切入地层的深度,从而在钻进过程中产生平稳的扭矩,不至于使螺杆钻具出现失速现象。图1是普通PDC钻头和定向PDC钻头螺杆扭矩与钻压的关系对比图。从图1可以看出,与普通PDC钻头相比,定向PDC钻头能够产生稳定的扭矩。由于定向PDC钻头在钻进速度和使用时间上都有PDC钻头的特点,能够很好地匹配地层特性,因此,较适合于EPC区块小井眼中短半径水平井钻井。
图1 两种PDC 钻头扭矩与钻压的关系
3.动力钻具优选
EPC油田生产井的造斜率为(40° ~60°)/100 m,需要1.75° ~2.25°大角度单弯动力钻具才能达到造斜要求。通常情况下,这种大角度动力钻具不可以进行复合钻进,在定向过程中需要根据实际造斜要求,多次起下钻更换不同角度的动力钻具来达到设计造斜率。为了能够减少起下钻次数,根据钻具的造斜率与动力钻具的弯曲角及长度等相关理论,与国内动力钻具厂家联合研制出了1.75 °~2.25 °适合浅层小尺寸中短半径水平井可复合钻进的动力钻具,不但满足了施工井造斜段的要求,而且在进入水平段后不用起钻更换小角度动力钻具,这样就使一趟钻钻完全部斜井段成为可能。
该动力钻具具有以下特点:①动力钻具按角度分为1.75°、2.00°和2.25°3种,可根据不同的设计造斜率选择相应角度的动力钻具,以满足墨西哥EPC区块施工井造斜率的需要,使用寿命大于120 h;②本体不带稳定器,弯壳体、旁通阀和轴承等关键部件采用特殊材料进行了加固或加厚,这种设计不但有效减小了复合钻进过程中的扭矩,而且不会因扭矩增大而产生断裂或紧扣。十几口井的施工经验证明,这3种型号的大角度单弯动力钻具能够满足现场需要。
4.无线测量仪器优选
EPC区块目的层采用充氮气欠平衡钻进,基于钻井液脉冲传输信号的常规测量仪器无法使用。由于电磁波无线随钻测量仪的电磁波信号主要依靠地层介质来传输,井下仪器将测量数据加载到载波信号上,测量信号随载波信号由电磁波发射器向四周发射,地面检波器将检测到的电磁波中的测量信号卸载,之后通过解码、计算得到测量数据。因此,选用电磁波无线随钻测量仪器E-LINK MWD实时监测井下数据。
E-LINK MWD的主要性能参数为:抗压强度140 MPa;工作温度0~150℃;震击极限2000 g/m;振动极限15 g;含砂量小于0.5;钻井液密度无要求;钻井液固相含量无要求;最佳施工地层电阻率10~20Ω·m。
E-LINK MWD主要具有以下特点:①数据传输速度快,仪器故障率较低;②适用于普通钻井液、泡沫钻井液、空气钻井和激光钻井等钻井施工中传输定向和地质资料参数;③当地层电阻率为10~20Ω·m时,在井下不加信号放大器的情况下,最大钻进垂深可达2700 m。
5.钻井液性能优化
为尽可能减小对地层的污染,且要具备足够的携岩能力和便于返出后分离油气,有效提高钻井液润滑性能,降低摩阻系数,该油田油井多采用QMAX公司的无固相钻井液体系钻进。该钻井液体系抑制能力强,维护简单,性能稳定。根据地层有断层、裂缝易发生井漏、井涌等复杂情况及充氮气影响钻井液携岩能力等特点,对钻井液性能进行优化,优化后的主要性能参数为:密度1.0~1.03kg/L,塑性黏度8mPa·s,动切力0.4Pa。根据井下需要加入润滑剂,保证钻井液的润滑性,满足中短半径水平井钻井的要求,为高造斜率井段安全、高效定向钻进创造条件。
6.其他工程技术措施
合理选择侧钻点。目前,墨西哥EPC区块所钻井均三开打导眼,填井侧钻。侧钻点的选择需要考虑两方面内容:①侧钻点距离二开套管底部18 m以上,以防止E-LINK MWD受磁干扰,无法工作;②在满足井眼造斜率要求的基础上,造斜率越低,使用的动力钻具角度越小,井下越安全。
确定最佳的钻井液排量。结合测量仪器和螺杆钻具的性能、特点,确定最佳的钻井液排量,使仪器、螺杆钻具一直处于最佳的工作状态,同时达到充分携岩以及彻底净化井眼的效果。EPC区块的最佳排量为19 L/s。
确定合理的钻压。在增斜段,动力钻具对钻压及加压方式十分敏感。在钻井过程中,钻压20~30 kN,同时采用连续加压、快速间断加压等方法,确保工具面稳定,提高施工效率,保证施工安全。在水平段,采用小钻压(30 ~50 kN)、低转速(小于35 r/min)复合钻进,既可以提高机械钻速,又能避免井下大角度动力钻具复合钻进时发生故障。
随钻震击器的使用。随钻震击器具有两方面的作用:一方面随钻震击器处于钻具组合中,方便处理卡钻事故,有利于安全钻进;另一方面,水平段后期钻进时,过大的摩阻使钻压很难传递到钻头,钻具的大部分重量加到震击器上,通过震击器向下震击传递钻压,推动钻头前进,提高滑动钻进速度。
二、应用范围及应用实例
2010年,EPC区块10口井应用了该优快钻井技术,除其中1口井因动力钻具实际造斜率达不到设计造斜率,起钻更换钻具外,其他9口井从造斜点至完钻,均一趟钻完钻,总进尺5738.60 m,平均钻速由应用优快钻井技术前的3.50 m/h提高至10.16 m/h,钻井提速效果显着。
以E-1071 H井为例,介绍现场应用情况。E-1071 H井的设计井身结构如图2所示。
图2 E-1071H井井身结构设计
该井采用“直-增-稳”三段制井身剖面。该井三开钻完直导眼后填井侧钻,为了不影响E-LINK-MWD仪器的正常工作,侧钻点选在井深288.00 m处,距离二开套管底部18 m。
E-1071井所采用的钻具组合为:ϕ152.4mm PDC钻头×0.24m+ϕ120.0mm 1.75°单弯螺杆×6.30m+331×310回压凡尔×0.61m+120.0mm无磁钻铤×9.05m+120.0mm无磁悬挂短节×1.45m+ϕ88.9mm斜坡钻杆×422.40m+ϕ88.9mm 加重钻杆×19.00m+ϕ120.0mm震击器×9.29m+ϕ88.9mm 加重钻杆×260.00 m+ϕ88.9mm钻杆。
可以看出,应用优快钻井技术前,从侧钻点至水平段完钻,平均需要4趟钻,应用后仅用1趟,平均钻速从3.68 m/h提高至12.84 m/h。以国际市场钻井成本1 500美元/h计算,应用优快钻井技术后,每米钻井成本节约289美元。可见,应用优快钻井技术大大减少了施工环节,避免了起钻过程中发生的很多井下复杂情况,缩短了钻井周期,提高了钻井时效,降低了钻井成本。
三、资料来源
许孝顺.2011.墨西哥EPC区块优快钻井技术.石油钻探技术,39(5)